高壓斷路器的操作回路原理

高壓斷路器的操作回路原理高壓斷路器的操作回路原理高壓斷路器的操作回路原理xxx公司高壓斷路器的操作回路原理文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度高壓斷路器的操作回路原理分析1.

高壓斷路器的操作回路

高壓斷路器簡(jiǎn)介高壓斷路器又稱高壓開(kāi)關(guān)，是電力系統(tǒng)中最重要的控制電器設(shè)備，它可以控制線路的斷開(kāi)的合閘。發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓輸電線路、電抗器、電容器等多種電氣設(shè)備的投運(yùn)或停運(yùn)是由相連斷路器的合閘或分閘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)行中一次設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，跳開(kāi)（分閘）離故障設(shè)備最近的斷路器，使故障設(shè)備脫離運(yùn)行電源。斷路器是電力系統(tǒng)操作頻繁的設(shè)備。斷路器的類型很多，就基本結(jié)構(gòu)而言，是由開(kāi)斷元件、支撐和絕緣件、傳動(dòng)元件、基座、操動(dòng)機(jī)構(gòu)五個(gè)基本元件構(gòu)成。根據(jù)斷路器所采用的滅弧介質(zhì)，可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6（六氟化硫）斷路器、真空斷路器四種類型。

操作回路簡(jiǎn)介發(fā)電廠和變電所中的斷路器，大部分不是直接在斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)上操作的，而是采取與操作回路配合使用。一般斷路器的均要求遠(yuǎn)方可以操作，就是在控制室可以對(duì)遠(yuǎn)在幾十米或幾百米外的斷路器進(jìn)行操作。操作時(shí)，必須有發(fā)出電流脈沖的機(jī)構(gòu)，經(jīng)過(guò)操作回路，對(duì)斷路器進(jìn)行控制。如果發(fā)出電流脈沖的是保護(hù)裝置，則為保護(hù)跳合閘；如果是操作開(kāi)關(guān)，則為手動(dòng)跳合閘；如果是后臺(tái)系統(tǒng)，則為遙控跳合閘。在發(fā)出電流脈沖的機(jī)構(gòu)與斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的部分，稱為操作回路。國(guó)內(nèi)的保護(hù)裝置大部分自帶操作回路，其主要功能有：1）能進(jìn)行遠(yuǎn)方手動(dòng)合閘、分閘，能由繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)跳、合閘。2）正常運(yùn)行時(shí)，能指示斷路器的分、合閘位置狀態(tài)。3）能保證跳合閘回路操作結(jié)束時(shí)，由斷路器輔助接點(diǎn)進(jìn)行斷弧，以保護(hù)繼電保護(hù)裝置的接點(diǎn)輸出。（保持功能）4）能監(jiān)視操作電源是否正常，能監(jiān)視下次操作時(shí)回路是否正常。5）有防止斷路器連續(xù)重復(fù)合、跳的“跳躍”閉鎖裝置。6）對(duì)液壓操作機(jī)構(gòu)應(yīng)有液壓降低壓鎖功能。（一般為35KV以上電壓等級(jí)的斷路器才會(huì)使用SF6液壓機(jī)構(gòu)。）

操作回路原理圖

上圖為一個(gè)典型操作回路應(yīng)用圖。方框內(nèi)為操作回路原理圖，方框外為操作回路的應(yīng)用接線，兩相對(duì)照，以助于理解。其中，DL是斷路器輔助接點(diǎn)，它的位置與斷路器的開(kāi)合關(guān)聯(lián)，且開(kāi)斷能力大。跳合閘時(shí)電流一般可達(dá)到5A，開(kāi)斷5A的電流要求強(qiáng)開(kāi)斷能力，只有斷路器的輔助接點(diǎn)可以。HQ為合閘線圈，大電流通過(guò)時(shí)，即可帶動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，使斷路器合閘，TQ為跳閘線圈，大電流通過(guò)時(shí)，即可帶動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，使斷路器跳閘。ZHQK是一個(gè)手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)，手動(dòng)的位置不同，可以使不同的接點(diǎn)閉合，從而去啟動(dòng)手跳、手合。

位置監(jiān)視跳位監(jiān)視回路中，TWJ是一個(gè)電壓繼電器，其通電線圈接到斷路器的合閘回路中，與開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)、合閘線圈串聯(lián)在一起，對(duì)合閘回路進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)開(kāi)關(guān)處于跳位時(shí)，開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)閉合，TWJ導(dǎo)通，輸出常開(kāi)接點(diǎn)，去點(diǎn)亮跳位燈。合位監(jiān)視與此類似。TWJ與HWJ的常閉接點(diǎn)，串在一起，構(gòu)成了控制回路斷線監(jiān)視功能。正常時(shí)，斷路器不是處于合位就是跳位，所以這兩個(gè)接點(diǎn)串在一起應(yīng)該是開(kāi)位，如果電源失電時(shí)，兩個(gè)繼電器失電，則兩個(gè)接點(diǎn)全部閉合。這就表示控制回路斷線故障。

合閘回路HBJ、TBJ2，與開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)、合閘線圈串聯(lián)在一起，構(gòu)成了合閘回路。其中HBJ的常開(kāi)接點(diǎn)并在前面，起到了保持作用。TBJ2是用于防跳回路的。當(dāng)開(kāi)關(guān)準(zhǔn)備合閘時(shí)，它必定是先處于分閘位置。此時(shí)DL的常閉輔助接點(diǎn)為閉合。當(dāng)手合時(shí)，正電通過(guò)ZHQK的1-2接點(diǎn)引入到合閘回路中，這樣大電流就通過(guò)HBJ，流過(guò)HQ，完成合閘。電流通過(guò)HBJ時(shí)，HBJ的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，保持住了電流，即便這時(shí)操作開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)，電流還是會(huì)維持到斷路器合上。當(dāng)斷路器合上時(shí)，斷路器的常閉輔助接點(diǎn)隨即打開(kāi)，斷開(kāi)了合閘回路，合閘過(guò)程結(jié)束。

手動(dòng)操作與保護(hù)操作從操作回路原理圖上可以看到，手動(dòng)操作跳合時(shí)，均經(jīng)過(guò)一個(gè)SWJ雙線圈繼電器，同時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)二極管，引到跳合閘回路中。這個(gè)二極管可以防止保護(hù)跳合閘時(shí)來(lái)啟動(dòng)SWJ。雙位置繼電器有兩個(gè)線圈，一個(gè)是動(dòng)作線圈，一個(gè)是復(fù)歸線圈。當(dāng)動(dòng)作線圈通電時(shí)，繼電器輸出接點(diǎn)閉合，復(fù)歸線圈通電時(shí)，輸出接點(diǎn)斷開(kāi)。兩個(gè)線圈同時(shí)通電或均不通電時(shí)，輸出接點(diǎn)維持原狀態(tài)。這個(gè)繼電器主要用于區(qū)分手合、手跳與保護(hù)合、保護(hù)跳閘。舉例說(shuō)來(lái)，如果是手跳斷路器，重合閘就不需重合，如果是繼電保護(hù)來(lái)跳斷路器，重合閘就需重合，這時(shí)SWJ的接點(diǎn)狀態(tài)就可以分辨出手跳與保護(hù)跳。當(dāng)手合時(shí)，SWJ的接點(diǎn)為1，手跳時(shí)，SWJ接點(diǎn)為0。保護(hù)跳合時(shí)，SWJ的位置不變。

跳閘回路跳閘回路的動(dòng)作過(guò)程同合閘回路類似。

防跳回路當(dāng)斷路器的控制開(kāi)關(guān)在合閘位置（或合閘控制回路由于某種原因接通），當(dāng)線路存在故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作于斷路器跳閘，此時(shí)斷路器發(fā)生再合閘、跳閘，多次重復(fù)動(dòng)作的現(xiàn)象，稱“跳躍”。斷路器的跳躍對(duì)自身?yè)p傷極大，多次跳躍有可能導(dǎo)致爆炸。斷路器防跳回路就是為避免這種情況發(fā)生而設(shè)計(jì)的，當(dāng)斷路器跳躍時(shí)，防跳回路經(jīng)繼電器互相閉鎖，可以達(dá)到強(qiáng)制斷開(kāi)合閘回路的功能，從而使斷路器一直位于跳位。在操作回路原理圖中，當(dāng)跳閘回路與合閘回路同時(shí)接通時(shí)，TBJ1導(dǎo)通，TBJ1的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，防跳回路導(dǎo)通，TBJ2導(dǎo)通，TBJ2的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，從而斷開(kāi)了合閘回路，使斷路器固定在跳閘位置，達(dá)到了防止斷路器跳躍的功能。

壓力閉鎖回路在35KV及以上電壓等級(jí)中，有時(shí)會(huì)使用六氟化硫開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)是液壓機(jī)構(gòu)，開(kāi)關(guān)跳閘及合閘時(shí)要確保跳閘機(jī)構(gòu)中的壓力正常，合閘機(jī)構(gòu)中的壓力正常。如果壓力異常時(shí)強(qiáng)行跳合閘，將會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)爆炸等嚴(yán)重事故。所以，此時(shí)裝置的操作回路中，應(yīng)具備壓力閉鎖功能。上圖中，以合閘壓力為例。斷路器會(huì)輸入一個(gè)合閘壓力異常接點(diǎn)，導(dǎo)通HYLJ，HYLJ的常閉接點(diǎn)打開(kāi)，斷開(kāi)合閘回路。KKJ的含義和應(yīng)用在傳統(tǒng)二次控制回路里，KK合后(/分后位置)接點(diǎn)主要用在下列幾方面：a、開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘。b、手跳閉鎖重合閘。保護(hù)跳閘分后接點(diǎn)不會(huì)閉合，只有手動(dòng)跳閘后，分后接點(diǎn)才會(huì)閉合，給重合閘電容放電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重合閘的閉鎖。c、手跳閉鎖備自投。原理同手跳閉鎖重合閘一樣。d、開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)產(chǎn)生事故總信號(hào)。操作回路中的KKJ繼電器同傳統(tǒng)KK把手所起作用一致，也主要應(yīng)用在上述方面。我們只采用了其常開(kāi)接點(diǎn)的含義（即合后位置）：KKJ=1代表開(kāi)關(guān)為人為（手動(dòng)或遙控）合上；KKJ=0代表開(kāi)關(guān)為人為（手動(dòng)或遙控）分開(kāi)。2、TWJ/HWJ位置繼電器和控制回路斷線、TWJ/HWJ（跳閘位置/合閘位置繼電器）的作用TWJ/HWJ主要作用是提供開(kāi)關(guān)位置指示。HWJ并接于跳閘回路，該回路在開(kāi)關(guān)跳閘線圈之前串有斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)在合位時(shí)，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，HWJ線圈帶電，HWJ=1表明開(kāi)關(guān)合位。TWJ一般并接于合閘回路，該回路在開(kāi)關(guān)合閘線圈之前串有斷路器常閉輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)在分位時(shí)，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，TWJ線圈帶電，TWJ=1表明開(kāi)關(guān)分位。留意：當(dāng)開(kāi)關(guān)在分位時(shí)，其實(shí)合閘線圈是帶電的。TWJ為電壓線圈，線圈本身電阻就較大，加上回路上串的電阻，整體阻值約20～40K（測(cè)量控制正和TWJ負(fù)端）。因?yàn)楹?nèi)開(kāi)關(guān)跳合閘線圈為電流型，其阻值較?。ǔＲ?jiàn)的為50~200|）。雖然整個(gè)合閘回路是導(dǎo)通的，但因?yàn)榭刂苹芈冯妷捍蟛糠旨釉赥WJ上，TWJ部分電阻很大，電流很小，不足以使合閘線圈動(dòng)作。TWJ線圈上串聯(lián)的電阻，也是為了防止TWJ線圈擊穿短路，導(dǎo)致合閘線圈誤動(dòng)。當(dāng)手動(dòng)或遙控合閘時(shí)，合閘回路接通相稱于直接將TWJ短接，電壓直接加在合閘線圈上，使線圈動(dòng)作。HWJ回路同此基本一致。斷路器位置可以用合位也可以用跳位表示保護(hù)和監(jiān)控習(xí)慣采用的位置信號(hào)略有不同:按照傳統(tǒng)習(xí)慣，保護(hù)程序判斷開(kāi)關(guān)位置一般采用TWJ，比如備投裝置需接入的開(kāi)關(guān)位置都采用TWJ（斷路器常閉觸點(diǎn)）。遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控方面一般都采用HWJ（斷路器常開(kāi)觸點(diǎn)）如果只有TWJ，往往還要在數(shù)據(jù)庫(kù)里取反。、斷路器位置和HWJ的區(qū)別某些裝置里開(kāi)關(guān)量狀態(tài)顯示菜單里可以看到除了有TWJ和HWJ狀態(tài)外還有斷路器狀態(tài)。那么，這個(gè)斷路器狀態(tài)跟HWJ是否一樣呢其實(shí)并不完全一致。不論我們是采用TWJ還是HWJ來(lái)判斷開(kāi)關(guān)位置，都有一個(gè)一旦控制回路斷線，就會(huì)導(dǎo)致位置判斷錯(cuò)誤的問(wèn)題。比如開(kāi)關(guān)在合位，此時(shí)HWJ=1；如果這時(shí)控制電源掉了，則HWJ失電，HWJ=0，就會(huì)錯(cuò)誤判斷為開(kāi)關(guān)分開(kāi)。為了避免這種情況發(fā)生，裝置提供了“斷路器位置”這個(gè)經(jīng)過(guò)程序判斷處理后的狀態(tài)量。正常情況下，TWJ和HWJ狀態(tài)是相反的，程序會(huì)判為狀態(tài)有效，斷路器狀態(tài)和HWJ狀態(tài)是一致的；當(dāng)TWJ和HWJ全部為0或全部為1時(shí)，程序認(rèn)為該狀態(tài)變位為無(wú)效狀態(tài)，斷路器位置還是會(huì)保持原狀態(tài)不變。大家可以做個(gè)試驗(yàn)，先讓開(kāi)關(guān)在合位，看開(kāi)關(guān)量狀態(tài)，HWJ和斷路器位置都為1；再拔掉開(kāi)關(guān)控制保險(xiǎn)，此時(shí)HWJ=0，但斷路器狀態(tài)不變，仍為1。與這種情況相類似的，還有開(kāi)關(guān)手車試驗(yàn)位置和運(yùn)行位置，兩種狀態(tài)必須是相反的，才是有效的狀態(tài)（構(gòu)成一個(gè)異或關(guān)系），具有這種關(guān)系的遙信，我們一般稱為雙位置遙信。、不同系列操作回路位置指示的區(qū)別LFP900系列操作回路從電氣上可以說(shuō)基本上是獨(dú)立的，跳合位指示燈也直接帶在操作回路上。比如LFP941操作回路，如果裝置電源不上電，只給操作回路控制電源上電。操作回路板上的跳合位燈依然會(huì)亮。RCS96系列和RCS900系列面板跳合位指示，是裝置采集到跳合位后，再驅(qū)動(dòng)面板上的發(fā)光二極管，產(chǎn)生相應(yīng)的燈光位置指示。、控制回路斷線位置繼電器除了提供位置指示外，還有一個(gè)重要作用是監(jiān)視控制回路是否完好。因?yàn)檎Ｇ闆r下，不論開(kāi)關(guān)處于何狀態(tài)，TWJ和HWJ必有一個(gè)帶電，狀態(tài)為1。如果全為0，則代表控制回路異常，也即我們常說(shuō)的控制回路斷線。按照部頒技術(shù)要求，必須監(jiān)視跳閘回路（相比而言，跳閘回路斷線要比合閘回路斷線后果嚴(yán)峻的多）。這也是HWJ線圈負(fù)端沒(méi)有引出裝置直接在內(nèi)部就和跳閘回路并在一起的原因。TWJ負(fù)端單獨(dú)引出，主要是為了同不同類型開(kāi)關(guān)控制回路配合（比如防跳），但常規(guī)設(shè)計(jì)上，一般也在端子排上直接同合閘回路并接。裝置產(chǎn)生的控制回路斷線信號(hào)=TWJ常閉接點(diǎn)+HWJ常閉接點(diǎn)。無(wú)論是通訊還是硬接點(diǎn)輸出的該信號(hào)，都加了3S的判斷延時(shí)。主要是因?yàn)閿嗦菲鞒ｉ_(kāi)和常閉觸點(diǎn)并不是完全同步的。比如開(kāi)關(guān)由分到合，常閉觸點(diǎn)（TWJ）打開(kāi)時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)（HWJ）還沒(méi)有閉合，中間一般會(huì)有幾十個(gè)毫秒兩者都為0的情況，如果不加判斷延時(shí)，則會(huì)誤報(bào)控制回路斷線。注意對(duì)主變各側(cè)開(kāi)關(guān)的控制回路斷線，是通過(guò)測(cè)控裝置